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平流层全球环流12层模式的数值模拟试验——地形的动力效应和大陆度的热力影响部分

         
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为了对平流层大气环流的地形影响的作用进行分析,我们作了一个12层全球环流NCAR（美国国家大气研究中心）模式进行数值试验来模拟有山和无山情况下的1月份气候形势,模式中的大气顶为36公里,采用球坐标,水平网格的经距和纬距取5°,垂直格距取3公里。这个模式包括了许多物理因子:太阳辐射和大地辐射,地面和行星边界层,对流层中大尺度降水和云,地面和冰雪面的温度,对流调整,次网格尺度的热量、水汽和动量的输送。地面的大陆度:在有山的情况下由洋面温度与真实地形来确定,在无山的情况下由洋面温度与地平面高度来确定。我们规定按太阳偏角、海面温度以及臭氧随纬度—高度的分布来模拟1月份平均情况。试验中不考虑光化过程。1月份（有山和无山）两种模拟情况的差异是用大气状态变量的地理分布以及纬向平均的气候统计结果来进行分析的。结果发现平流层中在考虑了山的情况下,在增强行星波动能量的铅直输送的方面有明显的差异（尤其是波数1）。在冬季,平流层中,阿留申地区上空半永久性的反气旋仅在有山的情况下才能模拟出来。这表明地形对于平流层大气环流的影响是很大的。另外还详细研究了热带平流层中各种波型铅直传播的特点。有两种波型是一样的;即以5天左右为周期的混合型罗斯贝—重力波和以15天左右为周期的开尔文波。这些波动随高度的倾斜和观测事实是十分一致的,这表明了在模式中热带平流层的波动能量的铅直输送也是向上的。关于在平流层中动量平衡和能量学的详细分析将在第二部分描述。

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